一種煤矸石基噴射混凝土專用速凝劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種噴射混凝土速凝劑，特別是一種煤矸石基噴射混凝土專用速凝 劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在地下工程和巖土工程中主要以噴射混凝土作為支護(hù)和護(hù)壁，在煤礦中主要 應(yīng)用于巷道支護(hù)。一般噴射混凝土中使用的骨料是砂子和石子，需要外購(gòu)。而煤礦生產(chǎn)過 程中產(chǎn)生了大量的固體廢棄物一煤矸石，我國(guó)每年新增3~4億t的煤矸石。大量煤矸石的 堆放不僅占用良田耕地，其可溶性物質(zhì)滲入地下，會(huì)污染礦區(qū)地下水，同時(shí)煤矸石自燃會(huì)產(chǎn) 生大量的有害氣體和粉塵，嚴(yán)重破壞礦區(qū)的生態(tài)平衡。
[0003] 如果能以煤矸石作為集料替代混凝土中的砂子和石子，不僅能降低混凝土成本， 提高經(jīng)濟(jì)效益，還實(shí)現(xiàn)了煤矸石的再利用，廢棄物再利用節(jié)約了寶貴的一次資源的利用，有 一定的社會(huì)效益。
[0004] 破碎后煤矸石集料與砂石相比較具有粒徑小、含泥量大、礦物組成和化學(xué)成分復(fù) 雜、堅(jiān)固性差等特點(diǎn)，以普通噴射混凝土所用速凝劑來配制煤矸石噴射混凝土?xí)r出現(xiàn)了凝 結(jié)速度慢、早期強(qiáng)度低、后期強(qiáng)度損失大、回彈率大等諸多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種煤矸石基噴射混凝土專用速凝劑，解決普通速凝劑配 制矸石基噴射混凝土?xí)r出現(xiàn)的材料凝結(jié)速度慢、早期強(qiáng)度低、后期強(qiáng)度損失大、回彈率大的 突出問題， 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：該速凝劑：選擇鋁氧熟料和活性礦物，再加入少量復(fù)合 改性劑，經(jīng)磨細(xì)、均化等工藝，制成的一種粉狀物料；各原料的重量百分比組成為：速凝劑 母料41%~57%，活性礦物為27~40%，復(fù)合改性劑為20%~25%，其中復(fù)合改性劑由硫酸鹽類和 萘磺酸鹽甲醛聚合物構(gòu)成。
[0006] 所述的速凝劑母料為鋁氧熟料，初凝時(shí)間< lmin，終凝時(shí)間< 5min，經(jīng)粉磨后達(dá) 到200目。
[0007] 所述的活性礦物為偏高嶺土，Al203+Si02含量> 85%，活性指數(shù)彡110%，細(xì)度為200 目。
[0008] 所述的復(fù)合改性劑為硫酸鹽類，硫酸鹽類為工業(yè)級(jí)硫酸鈉或亞硫酸鈉，有效含量 ^ 98%〇
[0009] 所述的復(fù)合改性劑中的萘磺酸鹽甲醛聚合物，為萘系高效減水劑，所述的減水劑 為萘系磺酸鹽類，工業(yè)級(jí)，有效含量多99%。
[0010] 有益效果，由于采用了上述方案，通過上述配比的一種煤矸石基噴射混凝土專用 速凝劑，可生產(chǎn)出滿足工況性能要求的矸石基噴射混凝土，解決了普通速凝劑配制矸石基 噴射混凝土所面臨的早期和后期強(qiáng)度低、凝結(jié)硬化慢、回彈率高等問題，使煤矸石變廢為 寶，資源化利用了矸石的同時(shí)也降低了支護(hù)材料成本。
[0011] 優(yōu)點(diǎn)：所述煤矸石基噴射混凝土專用速凝劑的原料來源豐富，制備方法簡(jiǎn)單，只需 攪拌均化即可，適合工業(yè)化生產(chǎn)；所述煤矸石基噴射混凝土專用速凝劑凝結(jié)速度快，后期強(qiáng) 度保證率高，可顯著改善矸石基噴射混凝土的長(zhǎng)期耐久性；所述煤矸石基噴射混凝土專 用速凝劑在煤礦主要巷道、地下坑道等以噴射混凝土作為支護(hù)和護(hù)壁的工程中得到廣泛應(yīng) 用。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 該速凝劑：選擇鋁氧熟料和活性礦物，再加入少量復(fù)合改性劑，經(jīng)磨細(xì)、均化等工 藝，制成的一種粉狀物料；各原料的重量百分比組成為：速凝劑母料41°/『57%，活性礦物為 27~40%，復(fù)合改性劑為20%~25%，其中復(fù)合改性劑由硫酸鹽類和萘磺酸鹽甲醛聚合物構(gòu)成。
[0013] 所述的速凝劑母料為鋁氧熟料，初凝時(shí)間< lmin，終凝時(shí)間< 5min，經(jīng)粉磨后達(dá) 到200目。
[0014] 所述的活性礦物為偏高嶺土，Al203+Si02含量> 85%，活性指數(shù)彡110%，細(xì)度為200 目。
[0015] 所述的復(fù)合改性劑為硫酸鹽類，硫酸鹽類為工業(yè)級(jí)硫酸鈉或亞硫酸鈉，有效含量 ^ 98%〇
[0016] 所述的復(fù)合改性劑中的萘磺酸鹽甲醛聚合物，為萘系高效減水劑，固含量多99%。
[0017] 實(shí)施例1 :速凝劑配方比例：鋁氧熟料41. 7%，偏高嶺土 33. 3%，硫酸鹽16. 7%，萘系 磺酸鹽減水劑8. 3%。
[0018] 煤矸石噴射混凝土配比(質(zhì)量比)為水泥：煤矸石：速凝劑為1:5. 75 :0. 03,水灰比 為0. 46,按照普通濕法噴射混凝土的方法配制煤矸石噴射混凝土。
[0019] 實(shí)施例2 :速凝劑配方比例：鋁氧熟料57. 4. 0%，偏高嶺土 20. 2%，硫酸鹽14. 3%，萘 系磺酸鹽減水劑8. 2%。
[0020] 煤矸石噴射混凝土配比(質(zhì)量比)為水泥：煤矸石：速凝劑為1:5. 75 :0. 03,水灰比 為0. 46,按照普通濕法噴射混凝土的方法配制煤矸石噴射混凝土。
[0021] 對(duì)比例1 : 噴射混凝土配比(質(zhì)量比）水泥：石子：砂：普通速凝劑為1:2:2:0. 03,水灰比為0. 42。 按照普通濕法噴射混凝土的方法配制噴射混凝土。
[0022] 對(duì)比例2 : 煤矸石噴射混凝土配比(質(zhì)量比）為水泥：煤矸石：速凝劑為1:5. 75 :0. 03,水灰比為 0. 46,按照普通濕法噴射混凝土的方法配制煤矸石噴射混凝土。
[0023] 將上述實(shí)例和對(duì)比例進(jìn)行凝結(jié)時(shí)間、回彈率、單軸抗壓強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度比檢測(cè)，結(jié) 果見表1。
[0024] 表 1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煤矸石基噴射混凝土專用速凝劑，其特征是：該速凝劑：選擇鋁氧熟料和活性 礦物，再加入少量復(fù)合改性劑，經(jīng)磨細(xì)、均化等工藝，制成的一種粉狀物料；各原料的重量百 分比組成為：速凝劑母料41%~57%，活性礦物為27~40%，復(fù)合改性劑為20%~25%，其中復(fù)合改 性劑由硫酸鹽類和萘磺酸鹽甲醛聚合物構(gòu)成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石基噴射混凝土專用速凝劑，其特征：所述的速凝劑母 料為鋁氧熟料，初凝時(shí)間<lmin，終凝時(shí)間< 5min，經(jīng)粉磨后達(dá)到200目。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石基噴射混凝土專用速凝劑，其特征是：所述的活性礦 物為偏高嶺土，Al203+Si02含量> 85%，活性指數(shù)彡110%，細(xì)度為200目。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石基噴射混凝土專用速凝劑，其特征是：所述的復(fù)合改 性劑為硫酸鹽類，硫酸鹽類為工業(yè)級(jí)硫酸鈉或亞硫酸鈉，有效含量多98%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石基噴射混凝土專用速凝劑，其特征是：所述的復(fù)合改 性劑中萘磺酸鹽甲醛聚合物，其特征在于所述的萘磺酸鹽甲醛聚合物為萘系高效減水劑， 所述的減水劑為萘系磺酸鹽類，工業(yè)級(jí)，有效含量多99%。
【專利摘要】一種煤矸石基噴射混凝土專用速凝劑，屬于噴射混凝土速凝劑。該速凝劑：選擇鋁氧熟料和活性礦物，再加入少量復(fù)合改性劑，經(jīng)磨細(xì)、均化等工藝，制成的一種粉狀物料；各原料的重量百分比組成為：速凝劑母料41%~57%，活性礦物為27~40%，復(fù)合改性劑為20%~25%，其中復(fù)合改性劑由硫酸鹽類和萘磺酸鹽甲醛聚合物構(gòu)成。針對(duì)以細(xì)粒徑煤矸石直接代替普通噴射混凝土中砂石作為骨料的一種特殊噴射混凝土專用速凝劑，改善了普通速凝劑配制煤矸石噴射混凝土出現(xiàn)的凝結(jié)速度慢、早期強(qiáng)度低、后期強(qiáng)度損失大、回彈率大等諸多問題，降低了巷旁支護(hù)原料成本，同時(shí)減少了煤矸石對(duì)礦區(qū)的污染，使煤矸石得到了資源化利用。
【IPC分類】C04B103/12, C04B24/22
【公開號(hào)】CN104891846
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510265128
【發(fā)明人】劉剛, 張培莉, 李亮, 馬英
【申請(qǐng)人】徐州中礦大貝克福爾科技股份有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日